低次元・強相関電子系における非線形光応答の広帯域シングルショット実時間計測

• 研究課題/領域番号: 22654034
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 武田 淳 横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (60202165)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,010千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 光物性 / 光計測 / フェムト秒 / イメージング / エシェロン / シングルショット / 光誘起相転移 / 光化学反応 / パイエルス絶縁体 / 強相関ラジカル結晶

研究概要

ミクロンオーダーの精密なステップ構造を持つ反射型エシェロン(階段状)光学ミラーを加工・作製し、それを用いてプローブ白色光に空間的な時間差を付け、高時間分解、スポット集光、広帯域シングルショット検出を満たすフェムト秒広帯域シングルショット実時間イメージング分光法を構築した。この分光手法による第2高調波発生相関法および偏光ゲート相関法により、フェムト秒パルスの正負のチャープ量、スペクトル波形や位相をシングルショットベースで測定することに成功した。また非線形結晶を強誘電体サンプルに置き換えるだけで、フォノンポラリトンの伝播の様子をイメージング計測できることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Ferroelectric soft mode in a SrTiO_3 thin film impulsively driven to the anharmonic regime using intense picosecond Terahertz pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, H. Aoki, J. Takeda, H. Shimosato, M. Ashida, R. Kinjo, I. Kawayama, M. Tonouchi, M. Nagai, and K. Tanaka
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 108 号: 9 ページ: 97401-97401
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.097401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-shot time-frequency imaging spectroscopy using an echelon mirror (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Sakaibara, Yuki Ikegaya, I kufumi Katayama, and Jun Takeda
  • 雑誌名: Opt. Lett 巻: 37 号: 6 ページ: 1118-1120
  • DOI: 10.1364/ol.37.001118
  • NAID: 120004769763
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Photoinduced Phase Conversion to a Metallic State in Quasi-One-dimensional Platinum Complexes under Extremely High-Density Excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kawano, I. Katayama, T. Shin, J. Wolfson, K. A. Nelson and J. Takeda
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVII ページ: 311-313
  • URL: http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=UP-2010-ThE40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Shot Time-Frequency Imaging of Phonon-Polariton Dispersion in Ferroelectric LiNbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, H. Sakaibara, Y. Kanematsu, H. Ichida and J. Takeda
  • 雑誌名: CLEO/QELS 2011 ページ: 1-2
  • URL: http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=CLEO:SandI-2011-CFO5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-Time Time-Frequency Imaging of Ultrashort Laser Pulses Using an Echelon Mirror (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, H. Sakaibara, and J. Takeda
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50 号: 10R ページ: 1-5
  • DOI: 10.1143/jjap.50.102701
  • NAID: 120003911325
  • URL: http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=CLEO-2010-JThE83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Photoinduced Phase Conversion to a Metallic State in Quasi-One-dimensional Platinum Complexes under ExtremelyHigh-Density Excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Kawano
  • 雑誌名: Ultrafast Phenomena XVII (Oxford University Press, New York, 2010) ページ: 311-313
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Frequency Real-Time Imaging of Ultrashort Laser Pulses with a Single Echelon Mirror (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakaibara, I. Katayama and J. Takeda
  • 雑誌名: Technical Digest of CLEO/QELS 2010 巻: 83 ページ: 1-2
  • URL: http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-Frequency Real-Time Imaging of Ultrashort Laser Pulses with a Single Echelon Mirror (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sakaibara
  • 雑誌名: Conference on Lasers and Electro-Optics, OSATechnical Digest (CD) (Optical Society of America, 2010)
  • 査読あり
• [学会発表] 反射型エシェロンを用いた広帯域シングルショットポンプ・プローブイメージング分光法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 八巻専元、片山郁文、武田淳
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] 反射型エシェロンを用いた広帯域シングルショットポンプ・プローブイメージング分光法の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 八巻専元
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] マイクロステップ構造を持つ光学素子を用いたイメージング分光技術の開発と応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田淳
  • 学会等名: 横浜キーテクノロジー創生フォーラム2010
  • 発表場所: 横浜情報文化センター、横浜
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] LiNbO_3におけるテラヘルツフォノンポラリトンの検出波長依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堺原弘行、片山郁文、市田秀樹、兼松泰男、武田淳
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] LiNbO_3におけるテラヘルツフォノンポラリトンの検出波長依存性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堺原弘行
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 反射型エシェロンを用いた広帯域ポンプ・プローブイメージング分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八巻専元,堺原弘行,片山郁文,武田淳
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 反射型エシェロンを用いた広帯域ポンプ・プローブイメージング分光 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八巻専元
  • 学会等名: 日本物理学会2011秋季大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Energy conversion efficiency in light-harvestingπ-conjugated small dendrimers studied by photoluminescence spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Satake, I. Akai, M. Kimura, I. Katayama and J. Takeda
  • 学会等名: International Conference on Luminescence
  • 発表場所: Ann Arbor, USA
  • 年月日: 2011-07-26
• [学会発表] LiNbO_3におけるフォノンポラリトン分散のシングルショット時間周波数イメージング計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堺原弘行、片山郁文、市田秀樹、兼松泰男、武田淳
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] LiNbO_3におけるフォノンポラリトン分散のシシグルショット時間周波数イメージング計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 片山郁文
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] シングルショット分光による超高速過渡現象の時間・周波数実時間イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田淳
  • 学会等名: レーザー学会第31回年次大会
  • 発表場所: 電気通信大学 招待講演
  • 年月日: 2011-01-10
• [学会発表] Real-Time Mapping of The Phonon-Polariton Dispersion in Ferroelectric LiNbO3 Using Femtosecond Single-Shot Imaging Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Takeda, H. Sakaibara and I. Katayama
  • 学会等名: 5th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Ferroelectric Polarization in SrTiO_3 Thin Film Driven by Intense Terahertz Pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, J. Takeda, M. Ashida, R. Kinjo, I. Kawayama, M. Tonouchi, M. Nagai and K. Tanaka
  • 学会等名: 5th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Single-Shot Time-Frequency Imaging of Phonon-Polariton Dispersion in Ferroelectric LiNbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, H. Sakaibara, Y. Kanematsu, H. Ichida and J. Takeda
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: Baltimore, USA
• [学会発表] シングルショット分光による超高速過渡現象の時間・周波数実時間イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 武田淳
  • 学会等名: レーザー学会第31回年次大会
  • 発表場所: 電気通信大学
• [学会発表] 反射型エシェロンを用いた光Kerr効果による超短光パルスの実時間FROGイメージング計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堺原弘行,片山郁文,武田淳
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
• [学会発表] Single-Shot Time-Frequency Imaging of Phonon-Polariton Dispersion in Ferroelectric LiNbO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Katayama
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/QELS2011)
  • 発表場所: Baltimore, USA
• [学会発表] Ferroelectric Polarization in SrTiO3 Thin Film Driven by Intense Terahertz Pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Katayama
  • 学会等名: 5th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] Real-Time Mapping of The Phonon-Polariton Dispersion in Ferroelectric LiNbO_3 Using Femtosecond Single-Shot Imaging Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Takeda
  • 学会等名: 5th International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Yokohama(招待講演)
• [学会発表] Energy conversion efficiency in light-harvesting π-conjugated small dendrimers studied by photoluminescence spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Satake
  • 学会等名: International Conference on Luminescence (ICL'11)
  • 発表場所: Ann Arbor, USA
• [学会発表] マイクロステップ構造を持つ光学素子を用いたイメージング分光技術の開発と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 武田淳
  • 学会等名: 横浜キーテクノロジー創生フォーラム2010
  • 発表場所: 横浜情報文化センター(横浜) 招待講演
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] Single-Shot Time-Frequency Two-Dimensional Imaging for Irreversible Photoinduced Processes (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Takeda
  • 学会等名: 3rd Japanese-French Joint Seminar on Organic Photochromism
  • 発表場所: 日石ホール(横濱)
  • 年月日: 2010-10-22
• [学会発表] 反射型エシェロンを用いた光Kerr効果による超短光パルスの実時間FROGイメージング計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 堺原弘行
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] Ultrafast Photoinduced Phase Conversion to a Metallic State in Quasi-One-dimensional Platinum Complexes under ExtremelyHigh-Density Excitation (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kawano
  • 学会等名: 17th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: SnowmassVillage(アメリカ)
  • 年月日: 2010-07-22
• [学会発表] Time-Frequency Real-Time Imaging of Ultrashort Laser Pulses with a Single Echelon Mirror (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Sakaibara
  • 学会等名: International Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: SanJose(アメリカ)
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] Nonlinear THz Spectroscopy on the Dielectric Thin Films (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Katayama
  • 学会等名: International Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: SanJose(アメリカ) 招待講演
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] Real-Time Time-Frequency Two-Dimensional Imaging of Ultrafast Excited-State Dynamics in Light-Harvesting Nano- and Biomaterials (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Takeda
  • 学会等名: International Conference on Nanomaterials:Synthesis Characterization and Applications(ICN2010)
  • 発表場所: Kottayam(インド) 招待講演
  • 年月日: 2010-04-28
• [学会発表] Single-Shot Time-Frequency Two-Dimensional Imaging for Irreversible Photoinduced Processes (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Takeda, H. Sakaibara and I. Katayama
  • 学会等名: 3rd Japanese-French Joint Seminar on Organic Photochromism
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Ultrafast Photoinduced Phase Conversion to a Metallic State in Quasi-One-dimensional Platinum Complexes under Extremely High-Density Excitation (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kawano, I. Katayama, T. Shin, J. Wolfson, K. A. Nelson and J. Takeda
  • 学会等名: 17th International Conference on Ultrafast Phenomena
  • 発表場所: Snowmass Village, USA
• [学会発表] Nonlinear THz Spectroscopy on the Dielectric Thin Films (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Katayama, H. Aoki, J. Takeda, H. Shimosato, M. Ashida, R. Kinjo, I. Kawayama, M. Tonouchi, M. Nagai and K. Tanaka
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: San Jose, USA
• [学会発表] Time-Frequency Real-Time Imaging of Ultrashort Laser Pulses with a Single Echelon Mirror (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sakaibara, I. Katayama and J. Takeda
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: San Jose, USA
• [学会発表] Real-Time Time-Frequency Two-Dimensional Imaging of Ultrafast Excited-State Dynamics in Light-Harvesting Nano-and Biomaterials (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Takeda, A. Ishida, and I. Katayama
  • 学会等名: International Conference on Nanomaterials
  • 発表場所: India
• [備考]
  • URL: http://www.ultrafast.ynu.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://www.laser-nanoscience.ynu.ac.jp/ja
• [備考]
  • URL: http://www.laser-nanoscience.ynu.ac.jp/ja
• [備考]
  • URL: http://www.phys.ynu.ac.jp/labs/takeda/index.html